هل يمكن للتغييرات في مسارات طاقة الدماغ أن تسبب الاكتئاب؟

حدد بحث جديد الطفرات في كود الحمض النووي التي قد تؤثر على استقلاب الطاقة. كما وجد ارتباطًا بالاضطراب الاكتئابي الشديد.

هل يمكن أن تسبب الطفرات في الميتوكوندريا الاكتئاب؟

تصف منظمة الصحة العالمية (WHO) الاكتئاب بأنه "السبب الرئيسي للإعاقة في جميع أنحاء العالم".

إنه يؤثر على أكثر من 300 مليون شخص حول العالم.

يعتقد الخبراء أن العديد من العوامل تساهم في الإصابة باضطراب الاكتئاب الشديد (MDD).

وتشمل هذه العوامل الوراثية والعوامل البيئية بما في ذلك سوء المعاملة وعلم وظائف الأعضاء في الدماغ وجهاز المناعة.

تقول إحدى النظريات أن الاضطرابات في استقلاب الطاقة في الدماغ قد تساهم في إصابة الشخص بالاضطراب الاكتئابي الرئيسي.

من الناحية المفاهيمية ، هذا سهل المتابعة نسبيًا. يحتاج الدماغ إلى الطاقة أعلى بكثير من الأجهزة الأخرى. أي اضطرابات في هذا النظام المضبوط بدقة يمكن أن يكون لها عواقب وخيمة.

أخبار طبية اليوم أبلغت مؤخرًا عن دراسة حذف فيها الباحثون الجين Sirt1 في الخلايا العصبية المثيرة للدماغ الأمامي في ذكور الفئران. وكانت النتيجة انخفاضًا حادًا في عدد الميتوكوندريا في هذه الخلايا ، مصحوبًا بأعراض شبيهة بالاكتئاب.

الميتوكوندريا ، أو ما يسمى بوحدات الطاقة في الخلية ، هي مقصورات متخصصة تحول الطعام الذي نتناوله إلى طاقة كيميائية تحتاجها خلايانا لتعمل. تحتوي كل خلية على العديد من الميتوكوندريا لضمان إمداد سلس للطاقة.

إذا قللنا عددهم أو عطلنا المسارات الأيضية المعقدة ، فقد تموت الخلايا بسبب الجوع في الطاقة.

في ورقة نشرت مؤخرا في المجلة بحوث الحمض النووي، استخدم العلماء أدوات المعلومات الحيوية لتحديد الطفرات الكبيرة في الشفرة الجينية للميتوكوندريا. وجدوا توقيعًا جزيئيًا مهمًا لهذه في مجموعة فرعية من عينات الدماغ مع MDD.

تحديد ما يقرب من 4500 طفرة

الجينات الموجودة داخل الميتوكوندريا وبعضها داخل نواة الخلية هي المسؤولة عن الحفاظ على استمرارية القوى العاملة. يمكن أن تسبب الطفرات في هذه المواقع الجينية أمراض الميتوكوندريا. يمكن لأي شخص أن يرث هذه الطفرات ، ولكنها قد تتراكم أيضًا خلال حياته.

يعرف العلماء أن عمليات الحذف ، وهي نوع من طفرات الحمض النووي حيث يفتقد جزء كبير من الشفرة الجينية ، تسبب عددًا من أمراض الميتوكوندريا.

أوضح مؤلف الدراسة الرئيسي Brooke E. Hjelm - الأستاذ المساعد في علم الجينوم الترجمي السريري بجامعة جنوب كاليفورنيا في لوس أنجلوس - لـ MNT أن الباحثين قد حددوا بالفعل حوالي 800 عملية حذف في جينوم الميتوكوندريا.

قالت: "لذلك ، ما فعلته هو أنني استغلت أداة متاحة بالفعل لمجتمع البحث تسمى MapSplice وطوّرت عملية بحيث يمكن استخدامها لاكتشاف وقياس عمليات حذف الميتوكوندريا."

جاء هذا المشروع ليؤتي ثماره في مختبر الدكتور ماركيز فوتر ، في قسم الطب النفسي والسلوك البشري في جامعة كاليفورنيا ، إيرفين ، حيث أكملت الدكتورة هيلم تدريبها بعد الدكتوراه في علم الوراثة النفسي.

يقوم الدكتور فوتر ومختبره بدراسة عمليات الحذف في الحمض النووي للميتوكوندريا لعدة سنوات ، وبالتحديد في أنسجة المخ للأشخاص الذين يعانون من حالات صحية عقلية.

بينما كانت هيلم واثقة من أن أداة التحليل الخاصة بها ستسمح لها بتحديد العديد من عمليات الحذف في عيناتها ، فقد فوجئت بالعثور على الكثير.

في 93 عينة بشرية - جاءت من 41 متوفى - المدرجة في الدراسة ، اكتشفت ما يقرب من 4500 عملية حذف.

ومع ذلك ، لا تسبب كل هذه الطفرات بالضرورة المرض. إذا حدثت طفرة فقط في عدد قليل من الميتوكوندريا في خلية الشخص ، يمكن لبقية القوى المحركة أن تأخذ الركود. ومع ذلك ، إذا وصلت إلى عتبة معينة ، فقد لا تتمكن الخلية من الاستمرار في العمل بشكل طبيعي.

أوضح هيلم أن "الشيء الوحيد الذي وجدته مثيرًا للاهتمام بشكل خاص هو أن العديد من عمليات الحذف التي اكتشفتها (خاصة تلك التي تم تحديدها عبر العديد من العينات) قد تم تحديدها مسبقًا في [أولئك] المصابين بأمراض الميتوكوندريا".

وتابعت ، "ما يعنيه هذا هو أن هناك عمليات حذف تمت رؤيتها في السابق فقط لدى شخص واحد أو عدد قليل من الأشخاص المصابين بمرض الميتوكوندريا المشخص ، مما يشير إلى أنهم نادرون ، في حين أنه من المحتمل أن تحدث عمليات الحذف هذه في الواقع لدينا جميعًا ، هم فقط غير موجودين بمعدل مرتفع بما يكفي لإحداث المرض ".

مجموعة فرعية من عينات MDD بها عمليات حذف

بعد تطوير أداة المعلوماتية الحيوية الجديدة ، شرعت هيلم وزملاؤها في الإجابة على السؤال التالي: هل لدى الأشخاص الذين يعانون من حالات نفسية مشخصة دليل على وجود خلل وظيفي في الميتوكوندريا في أدمغتهم؟

من بين 41 شخصًا شملتهم الدراسة ، تم تشخيص تسعة منهم بالإصابة بالاضطراب الاكتئابي الرئيسي.

وجدت هيلم عددًا كبيرًا من عمليات الحذف "عالية التأثير" ، كما تسميها في ورقة الدراسة ، في أنسجة دماغية لاثنين من الأفراد المصابين بالـ MDD.

"ما نراه في بياناتنا هو أن مجموعة فرعية من [الأشخاص] المصابين بالـ MDD لديهم حذف كبير للميتوكوندريا في دماغهم [...]."

بروك إي هيلم

كيف بالضبط يمكن أن تسبب عمليات الحذف الاكتئاب؟

وفقًا لهيلم ، "سيكون المبدأ الأساسي هو أن خلايا الدماغ (الخلايا العصبية) تتطلب طاقة لتعمل وتتواصل مع بعضها البعض بشكل صحيح ، ولأن هذه الخلايا لا تحصل على طاقة كافية من الميتوكوندريا الصحية ، فلا يمكنها نقل الرسائل من واحدة منطقة إلى أخرى أو الاستجابة للمحفزات الخارجية بالطريقة التي ينبغي لها ".

شاركت أيضًا بعض الأسئلة المتبقية ، والتي تتضمن اكتساب فهم أفضل "لأي مناطق الدماغ عرضة لهذا و [...] ما هي نسبة [الأشخاص] المصابين بالاكتئاب الذين يعانون من مشكلة الميتوكوندريا هذه."

سيكون تحديد من يحمل عمليات الحذف في جينوم الميتوكوندريا عقبة كبيرة سيحتاج الفريق إلى التغلب عليها. نظرًا لأن إزالة أنسجة المخ للتشخيص غير عملي ، أشار هيلم إلى أن تقنيات تصوير الدماغ الجديدة أو اختبارات العلامات الحيوية ستكون مطلوبة.

في نهاية المطاف ، يأمل هيلم أن يسمح هذا لأخصائيي الرعاية الصحية باستخدام نهج طبي شخصي وعلاجات مخصصة من المرجح أن تعالج الأسباب الجزيئية الكامنة وراء اضطراب الشخصية العقلية في هؤلاء الأشخاص.